Как найти nh4 2so4

Сульфат аммония

Неорганическая, бинарная соль, образованная слабым основанием (NH₄OH) и сильной кислотой (H₂SO₄).

Альтернативное название
Аммоний сернокислый

Формула

(NH4)2SO4(NH_4)_2SO_4

Свойства сульфата аммония

Физические свойства

Химические свойства

В водном растворе сульфат аммония диссоциирует на ионы:

(NH4)2SO4↔SO42−+2NH4+(NH_4)_2SO_4 ↔ SO_4^{2-} + 2NH_4^+

Уравнение гидролиза:

NH4++SO42−+HOH↔NH4OH+SO42−+H+NH_4^+ + SO_4^{2-} + HOH ↔ NH_4OH + SO_4^{2-} + H^{+}

Гидролиз осуществляется по катиону, накапливающиеся в системе ионы водорода обуславливают кислую среду раствора (pH < 7).

Сульфат аммония вступают в обменную реакцию с кислотами и другими солями:

(NH4)2SO4+2HCl=2NH4Cl+H2SO4(NH_4)_2SO_4 + 2HCl = 2NH_4Cl + H_2SO_4

(NH4)2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+2NH4NO3(NH_4)_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 = BaSO_4↓ + 2NH_4NO_3

Взаимодействие с солями нитрата выступает качественной реакцией на сульфат-ион, т.к. позволяет его идентифицировать по образовавшемуся белому осадку сульфата бария.

Сульфат аммония вступает в обменную реакцию с оксидами, щелочами и гидроксидами щелочноземельных металлов:

(NH4)2SO4+CaO=CaSO4+2NH3↑+Н2О(NH_4)_2SO_4 + CaO = CaSO_4 + 2NH_3↑ + Н_2О

(NH4)2SO4+2NaOH=Na2SO4+2NH3↑+2Н2О(NH_4)_2SO_4 + 2NaOH = Na_2SO_4 + 2NH_3↑ + 2Н_2О

Реакции, протекающие с выделением аммиака, позволяют качественно идентифицировать ион аммония по появлению едкого запаха аммиака и посинению лакмусовой бумаги.

Сульфат аммония вступает в реакцию разложения при нагревании до 147 °С:

(NH4)2SO4=NH4HSO4+NH3↑(NH_4)_2SO_4 = NH_4HSO_4 + NH_3↑

При повышении температуры выше 500 °С образованный гидросульфат аммония кипит с разложением на серный ангидрид, аммиак и воду:

NH4HSO4=NH3↑+SO3↑+H2ONH_4HSO_4 = NH_3↑ + SO_3↑ + H_2O

Сульфат аммония окисляется сильными окислителями, например, перманганатом калия, до молекулярного азота с образованием бурого осадка оксида марганца (IV):

(NH4)2SO4+2KMnO4=2MnO2↓+K2SO4+N2↑+4H2O(NH_4)_2SO_4 + 2KMnO_4 = 2MnO_2↓ + K_2SO_4 + N_2↑ + 4H_2O

Получение

Получение в лаборатории

Соль получают действием концентрированной серной кислоты на концентрированный раствор аммиака в приборе для получения растворимых веществ в твердом виде:

2NH3+H2SO4=(NH4)2SO42NH_3 + H_2SO_4 = (NH_4)_2SO_4

Промышленный синтез

К основным способам получения относят синтез при переработки отходов, остающихся после производства капролактама, получение в результате обработки гипса (CaSO4) растворами карбоната аммония или газами – аммиаком и диоксидом углерода:

CaSO4+(NH4)2CO3=(NH4)2SO4+CaCO3CaSO_4 + (NH_4)_2CO_3 = (NH_4)_2SO_4 + CaCO_3

CaSO4+2NH3+CO2+H2O=(NH4)2SO4+CaCO3CaSO_4 + 2NH_3 + CO_2 + H_2O = (NH_4)_2SO_4 + CaCO_3

Известен способ получения данной соли как побочный продукт синтеза соды (NaHCO₃):

Na2SO4+2СO2+2NH3+2Н2O=2NaHCO3+(NH4)2SO4Na_2SO_4 + 2СO_2 + 2NH_3 + 2Н_2O = 2NaHCO_3 + (NH_4)_2SO_4

Применение

Сульфат аммония широко применяется в сельском хозяйстве в виде минерального удобрения, легко поглощаемого почвой. Аммонийный азот сульфата аммония легко усваивается растениями, а сера необходима для питания растительных культур, т.к. входит в состав некоторых синтезируемых растениями незаменимых аминокислот.

В биологической и токсикологической химии переосаждение сульфатом аммония является общим методом очистки белков.

В пищевой промышленности сульфат аммония зарегистрирован в качестве безопасной пищевой добавки E517, разрешенной к применению во всех странах.

Сульфат аммония применяют в производстве вискозного волокна, используют в технологии хлорирования воды с аммонизацией, благодаря чему сокращается расход хлора и образование вредной для человека хлорорганики, уменьшается коррозия труб.

Кроме того, сульфат аммония применяется для производства гербицидов, кормов для животных, выделки кож, строительной изоляции, а в средствах тушения пожаров выступает в качестве антипирена.

Примеры решения задач

Задача 1

Сколько сульфата аммония получается при производстве 1 т пищевой соды по аммиачному методу?

Решение

Составляем пропорцию:

84 г NaHCO₃ – 53,5 г NH₄Cl,

1 т NaHCO₃ – х т NH₄Cl

отсюда

х=1*53,5 / 84 = 0,637 т = 637 кг.

Ответ: 637 кг.

Задача 2

Сколько тепла выделится при сгорания 34 г аммиака в атмосфере хлора?

Решение

34 г
8NH₃ + 3Cl₂ = N₂ + 6NH₄Cl
8 моль
8 (1+16) г
136 г

Изменение энтальпии в ходе химической реакции:

∆Hхр0=∆Hпрод0−∆Hисх0=∆HN2(г)0+6∆HNH4Cl(к)0−8∆HNH3(г)0−3∆HCl2(г)0==0+6⋅(−314,2)−8⋅(−46,19)−3⋅0=−1515,68кДж∆Hхр_0= ∆H_{прод}^0-∆H_{исх}^0 = ∆HN_{2(г)}^0+ 6∆H_{NH4Cl(к)}^0-8 ∆H_{NH3(г)}^0-3 ∆HCl_{2(г)}^0=
= 0 + 6cdot(-314,2) – 8cdot(-46,19) -3cdot0 = -1515,68 кДж.

Составляем пропорцию:
136 г NH₃ – 1515,68 кДж,
34 г NH₃ – х кДж,

отсюда

х=34* 1515,68 / 136 = 378,92 кДж.

Ответ: 378,92 кДж.

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 19 февраля 2021 года; проверки требует 21 правка.

Сульфат аммония
Общие
Систематическое наименование	аммония сульфат
Традиционные названия	аммоний сернокислый
Хим. формула	(NH4)2SO4
Рац. формула	H8N2O4S
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	132,14052 г/моль
Плотность	1,769 г/см³ (20 °C)
Термические свойства
Температура
• плавления	235-280 °C
• разложения	218 °C
Мол. теплоёмк.	187,4 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	−1180,26 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	75,4 г/100 г (20 °C)
Классификация
Рег. номер CAS	7783-20-2
PubChem	24538
Рег. номер EINECS	231-984-1
SMILES	O=S(=O)(O)O.N.N
InChI	InChI=1S/2H3N.H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h2*1H3;(H2,1,2,3,4) BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N
Кодекс Алиментариус	E517
ChEBI	62946
ChemSpider	22944
Безопасность
ЛД50	2840 мг/кг(крысы; орально)
NFPA 704	1 1 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Сульфа́т аммо́ния (аммоний серноки́слый, лат. ammonii sulfas), (NH₄)₂SO₄ — неорганическое бинарное соединение, аммонийная соль серной кислоты. Это бесцветные прозрачные кристаллы (или белый порошок) без запаха. Получают сульфат аммония действием серной кислоты на раствор аммиака и обменными реакциями с другими солями. Применяется в качестве удобрения, при производстве вискозы, в пищевой промышленности, при очистке белков в биохимии, в качестве добавки при хлорировании водопроводной воды. Токсичность сульфата аммония очень низкая.

Физические свойства[править | править код]

Чистый сульфат аммония — бесцветные прозрачные кристаллы, в измельчённом виде — белый порошок^[1]. Запаха не имеет. Гигроскопичность невысокая.

Образует кристаллы ромбической сингонии, пространственная группа Pnma, параметры ячейки a = 0,7782 нм, b = 0,5993 нм, c = 1,0636 нм, Z = 4.

Плотность (при 20 °C) — 1,766 г/см^3[1].

Растворимость в воде (г/100 мл)^[2]:

• 70,1 (0 °C)
• 72,7 (10 °C)
• 75,4 (20 °C)
• 76,9 (25 °C)
• 78,1 (30 °C)
• 81,2 (40 °C)
• 84,3 (50 °C)
• 87,4 (60 °C)
• 94,1 (80 °C)
• 102 (100 °C).

Растворимость в других растворителях (г/100 г):

• муравьиная кислота 95 %: 25,4 (16,5 °C);
• ацетон: нерастворим;
• этанол: нерастворим;
• диэтиловый эфир: нерастворим.

Сульфат аммония с солями некоторых других металлов (алюминий, железо и пр.) образует двойные соли, например алюмоаммиачные квасцы, соль Мора^[1].

Химические свойства[править | править код]

При нагревании до 147 °С сульфат аммония разлагается на соответствующий гидросульфат NH₄HSO₄ и аммиак по схеме:

.

При повышении температуры выше 500 °С гидросульфат аммония кипит с разложением на серный ангидрид, аммиак и воду:

.

Сульфат аммония окисляется до молекулярного азота или оксида азота (I) сильными окислителями, например перманганатом калия, азотистой кислотой, азотной кислотой, нитритами, нитратами и смесью оксида азота (II) и оксида азота (IV):

Получение[править | править код]

В лаборатории получают действием концентрированной серной кислоты на концентрированный раствор аммиака.

Эту реакцию, как и все другие реакции взаимодействия аммиака с кислотами, проводят в приборе для получения растворимых веществ в твёрдом виде.

Среди основных способов получения сульфата аммония, которые наиболее часто используются в химической промышленности, имеются следующие: процесс нейтрализации серной кислоты синтетическим аммиаком; использование аммиака из газа коксовых печей для его химической реакции с серной кислотой; получение в результате обработки гипса растворами карбоната аммония; получение при переработке отходов, остающихся после производства капролактама. Вместе с тем имеются и другие способы производства сульфата аммония, например, получение этого вещества из дымовых газов электростанций и сернокислотных заводов. Для этого в горячие газы вводят газообразный аммиак, который связывает имеющиеся в газе окислы серы в различные соли аммония, в том числе и в сульфат аммония.

Очистка[править | править код]

Технический сульфат аммония часто загрязнен сульфатом железа. Избавиться от него простой перекристаллизацией невозможно, так как соли железа сокристаллизуются с сульфатом аммония, образуя двойную соль Мора.

Согласно Карякину^[3], для очистки препарата 150 г его растворяют в 260 мл дистиллированной воды, нагревают до кипения, прибавляют 1-2 г пероксодисульфата аммония и кипятят до полного окисления железа(II) в железо(III). Полноту окисления необходимо проверить прибавлением к отфильтрованной пробе раствора гексацианоферрата(III) калия (красной кровяной соли) — синее окрашивание пробы указывает на неполноту окисления железа, в таком случае процесс очистки следует повторить.

После перехода всего железа в трехвалентное к раствору следует прибавить крепкий раствор аммиака до сильно щелочной реакции и отфильтровать. Полученный раствор упарить до консистенции жидкой кристаллической кашицы и дать охладиться до комнатной температуры. Кристаллы отсосать на воронке Бюхнера и промыть несколько раз дистиллированной водой.

В полученном реактиве может содержаться до 0,2 % сульфата кальция, который отделить никак не удастся.

Применение[править | править код]

Сульфат аммония широко применяется как азотное-серное минеральное удобрение (в РФ — по ГОСТ-9097-82) в легкоусвояемой форме, не содержащей NO^3--групп и не едкое, его можно применять в любое время года. Содержит 21 % азота и 24 % серы. Подкисляет почву.

Также используется в производстве вискозного волокна как компонент осадительной ванны.

В биохимии переосаждение сульфатом аммония является общим методом очистки белков.

В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E517.

Сульфат аммония используется в технологии хлорирования воды с аммонизацией — его вводят в обрабатываемую воду за несколько секунд до хлора. С хлором он образует хлорамины, связывая свободный хлор, благодаря чему значительно сокращается образование хлорорганики, вредной для организма человека, сокращается расход хлора, уменьшается коррозия труб водопровода.

Сульфат аммония является компонентом порошковых огнетушителей и огнезащитных средств.

Кроме того, находит применение при получении марганца электролизом, в производстве аммониево-алюминиевых квасцов, корунда. Добавляется к стекольной шихте для улучшения её плавкости.

Воздействие на человека[править | править код]

Сульфат аммония признаётся безопасным для человека и используется в качестве пищевой добавки в России, на Украине и в странах ЕС. Сульфат аммония используется в качестве заменителя соли и носит название пищевой добавки Е517. В пищевой индустрии добавка сульфат аммония выступает в роли улучшителя качества муки и хлебобулочных изделий, увеличивая также их объём, является питанием для дрожжевых культур, применяется как стабилизатор и эмульгатор.

Примечания[править | править код]

• Формула: (NH4)2SO4 или H8N2O4S
• Относительная молекулярная масса (NH4)2SO4: 132.13952
• Молярная масса (NH4)2SO4: 132.13952 г/моль (0.13214 кг/моль)

Расчёт молярной и относительной молекулярной массы (NH4)2SO4

• Mr[(NH4)2SO4] = Ar[H] * 8 + Ar[N] * 2 + Ar[O] * 4 + Ar[S] = 1.00794 * 8 + 14.0067 * 2 + 15.9994 * 4 + 32.065 = 132.13952
• Молярная масса (в кг/моль) = Mr[(NH4)2SO4] : 1000 = 132.13952 : 1000 = 0.13214 кг/моль

Расчёт массовых долей элементов в (NH4)2SO4

• Массовая доля водорода (H) = 8.06352 : 132.13952 * 100 = 6.102 %
• Массовая доля азота (N) = 28.0134 : 132.13952 * 100 = 21.2 %
• Массовая доля кислорода (O) = 63.9976 : 132.13952 * 100 = 48.432 %
• Массовая доля серы (S) = 32.065 : 132.13952 * 100 = 24.266 %

Калькулятор массы

Аммоний сульфат ГОСТ 3769-78

(NH₄)₂SO₄

Сульфат аммония (аммоний сернокислый, лат. ammonium sulphate), (NH₄)₂SO₄ — неорганическое бинарное соединение, аммонийная соль серной кислоты. Это бесцветные прозрачные кристаллы (или белый порошок) без запаха. Получают сульфат аммония действием серной кислоты на раствор аммиака и обменными реакциями с другими солями. Применяется в качестве удобрения, при производстве вискозы, в пищевой промышленности, при очистке белков в биохимии, в качестве добавки при хлорировании водопроводной воды. Токсичность сульфата аммония очень низкая.

Физические свойства

Чистый сульфат аммония — бесцветные прозрачные кристаллы, в мелко измельченном виде — белый порошок^[1]. Запаха не имеет. Гигроскопичность невысокая.

Сингония орторомбическая, а = 0,7782 нм, b = 5993 нм, с = 1,0636 нм.

Плотность (при 20 °C) — 1,766 г/см^3[1].

Растворимость в воде (г/100 мл)^[2]:

• 70,1 (0 °C)
• 72,7 (10 °C)
• 75,4 (20 °C)
• 76,9 (25 °C)
• 78,1 (30 °C)
• 81,2 (40 °C)
• 84,3 (50 °C)
• 87,4 (60 °C)
• 94,1 (80 °C)
• 102 (100 °C).

Растворимость в других растворителях (г/100 г):

• муравьиная кислота 95 %: 25,4 (16,5 °C)
• ацетон: нерастворим
• этанол: нерастворим
• диэтиловый эфир: нерастворим.

Сульфат аммония с солями некоторых других металлов (алюминий, железо и пр.) образует двойные соли, например алюмоаммиачные квасцы, соль Мора^[1].

Химические свойства

При нагревании до 147 °С сульфат аммония разлагается на соответствующий гидросульфат NH₄HSO₄ и аммиак по схеме:

{displaystyle {mathsf {(NH_{4})_{2}SO_{4}rightarrow NH_{4}HSO_{4}+NH_{3}uparrow }}}.

При повышении температуры выше 500 °С гидросульфат аммония кипит с разложением на серный ангидрид, аммиак и воду:

{displaystyle {mathsf {NH_{4}HSO_{4} {xrightarrow {>500^{o}C}} NH_{3}+SO_{3}+H_{2}O}}}.

Сульфат аммония окисляется до молекулярного азота сильными окислителями, например перманганатом калия.

Получение

В лаборатории получают действием концентрированной серной кислоты на концентрированный раствор аммиака.

Эту реакцию, как и все другие реакции взаимодействия аммиака с кислотами, проводят в приборе для получения растворимых веществ в твёрдом виде.

Среди основных способов получения сульфата аммония, которые наиболее часто используются в химической промышленности, имеются следующие: процесс нейтрализации серной кислоты синтетическим аммиаком; использование аммиака из газа коксовых печей для его химической реакции с серной кислотой; получение в результате обработки гипса растворами карбоната аммония; получение при переработке отходов, остающихся после производства капролактама. Вместе с тем имеются и другие способы производства сульфата аммония, например, получение этого вещества из дымовых газов электростанций и сернокислотных заводов. Для этого в горячие газы вводят газообразный аммиак, который связывает имеющиеся в газе окислы серы в различные соли аммония, в том числе и в сульфат аммония.

Очистка

Технический сульфат аммония часто загрязнен сульфатом железа. Избавиться от него простой перекристаллизацией невозможно, так как соли железа сокристаллизуются с сульфатом аммония, образуя двойную соль Мора.

Согласно Карякину^[3], для очистки препарата 150 г его растворяют в 260 мл дистиллированной воды, нагревают до кипения, прибавляют 1-2 г пероксодисульфата аммония и кипятят до полного окисления железа(II) в железо(III). Полноту окисления необходимо проверить прибавлением к отфильтрованной пробе раствора гексацианоферрата(III) калия (красной кровяной соли) — синее окрашивание пробы указывает на неполноту окисления железа, в таком случае процесс очистки следует повторить.

После перехода всего железа в трехвалентное к раствору следует прибавить крепкий раствор аммиака до сильно щелочной реакции и отфильтровать. Полученный раствор упарить до консистенции жидкой кристаллической кашицы и дать охладиться до комнатной температуры. Кристаллы отсосать на воронке Бюхнера и промыть несколько раз дистиллированной водой.

В полученном реактиве может содержаться до 0,2 % сульфата кальция, который отделить никак не удастся.

Применение

Сульфат аммония широко применяется как азотное-серное минеральное удобрение (в РФ — по ГОСТ-9097-82) в легкоусвояемой форме, не содержащей NO^3--групп и не едкое, его можно применять в любое время года. Содержит 21 % азота и 24 % серы. Подкисляет почву.

Также используется в производстве вискозного волокна.

В биохимии переосаждение сульфатом аммония является общим методом очистки белков.

В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E517.

Сульфат аммония используется в технологии хлорирования воды с аммонизацией — его вводят в обрабатываемую воду за несколько секунд до хлора. С хлором он образует хлорамины, связывая свободный хлор, благодаря чему значительно сокращается образование хлорорганики, вредной для организма человека, сокращается расход хлора, уменьшается коррозия труб водопровода.

Сульфат аммония является компонентом порошковых огнетушителей и огнезащитных средств.

Кроме того находит применение при получении марганца электролизом.

Воздействие на человека

Сульфат аммония признаётся безопасным для человека и используется в качестве пищевой добавки в России, на Украине и в странах ЕС. Сульфат аммония используется в качестве заменителя соли и носит название пищевой добавки Е517. В пищевой индустрии добавка сульфат аммония выступает в роли улучшителя качества муки и хлебобулочных изделий, увеличивая также их объём, является питанием для дрожжевых культур, применяется как стабилизатор и эмульгатор.